Газ ‘водопады’ раскрыть новорожденных планет вокруг молодой звезды

Колыбелью планеты-диски из газа и пыли. Астрономы изучают этих так называемых протопланетных дисках для понимания процессов формирования планет. Красивые образы дисков, сделанные с Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (Алма), как различия и особенности в кольца пыли, которая может быть вызвана детской планет.

Чтобы получить больше уверенности в том, что эти недостатки на самом деле вызваны планетами, и, чтобы получить более полное представление о формировании планет, ученые исследуют газа в дисках, в дополнение к пыли. 99 процентов массы протопланетного диска газа, из которых окись углерода (CO) газ является самым ярким компонентом, издавая очень характерный миллиметра-длина волны света, что Алма может наблюдать.

В прошлом году, две команды астрономов показали новую планету-охотничьи технологии с использованием этого газа. Они измерили скорость газа CO вращаются в диске вокруг молодой звезды HD 163296. Локализованных возмущений в движениях газа обнаружено три планеты-как узоры на диске.

В этом новом исследовании, ведущий автор Ричард Тиг из Университета Мичигана и его команда использовали новые данные высокого разрешения Алма из подструктур диска на проект резолюции высоким угловым (DSHARP) для изучения скорости газа более подробно. «С высокой точностью данных из этой программы, мы смогли измерять скорость газа в трех направлениях вместо одного», — сказал Тиг. «Впервые мы измерили движения газа, вращающихся вокруг звезды, ближе или дальше от звезды, и вверх или вниз в диск».

Уникальная газовых потоков

Тиг и его коллеги увидели газ движется из верхних слоев к центру диска в трех разных местах. «Что вероятнее всего произойдет, что планеты на орбите вокруг звезды выталкивает газ и пыль в сторону, открывая щель,» Тиг объяснил. «Газ над пробелом, то рухнет в нее, как водопад, вызывает вихревой поток газа в диске.»

Это лучшее свидетельство того, что действительно существуют планеты формируются вокруг HD 163296. Но астрономы не могут сказать со сто процентной уверенностью, что газовые потоки, вызванные планетами. Например, магнитное поле звезды может также вызвать возмущения в Газе. «Сейчас, только прямое наблюдение планет могли бы исключить другие варианты. Но узоры эти газовые потоки являются уникальными и очень вероятно, что они могут быть вызваны только планеты,» сказал соавтор Jaehan Бэ из Института науки Карнеги, которые проверили эту теорию с помощью компьютерного моделирования диска.

Расположение трех планет предсказанных в данном исследовании, соответствуют результатам прошлого года: они, вероятно, находятся на 87, 140 и 237 АУ. (Астрономическая единица — АУ — это среднее расстояние от Земли до Солнца.) Самая близкая планета к HD 163296 рассчитывается как половина массы Юпитера, средняя планета Юпитер-масса, и самая дальняя планета в два раза массивнее Юпитера.

Атмосферы планет

Потоки газа от поверхности к плоскости протопланетного диска было предсказано теоретическими моделями существует с конца 90-х, но это первый раз, что они были соблюдены. Не только они могут быть использованы для обнаружения младенца планет, они также формируют наше понимание того, как газовые планеты-гиганты получения их атмосфер.

«Планеты образуются в среднем слое диска, так называемой симметричной. Это холодное место, экранированный от излучения от звезды», — пояснил Тиг. «Мы считаем, что пробелы, вызванные планетами принести в теплое время газ из более химически активных наружных слоев диска, и что этот газ будет формировать атмосферу планеты.»

Тиг и его команда не ожидали, что они смогут увидеть это явление. «Диск вокруг HD 163296 является самой яркой и большой диск, мы можем увидеть с Алма», — сказал Тиг. «Но это был большой сюрприз, чтобы увидеть эти газовые потоки так ясно. Диски, по-видимому, гораздо более динамичным, чем мы думали».

«Это дает нам гораздо более полное представление о формировании планет, чем мы мечтали», — сказал соавтор Тед Бергин из Мичиганского университета. «Характеризуя эти потоки, мы можем определить, как планеты, такие как Юпитер рождаются и характеризовать их химического состава при рождении. Мы могли бы использовать это, чтобы отследить место рождения этих планет, как они могут двигаться во время формирования».

Национальной радиоастрономической обсерватории является объектом Национального научного фонда, выполняемых в рамках соглашения о сотрудничестве с университетов, Инк.

сделать разницу: спонсорские возможности